可展开环形张拉整体天线机构设计与分析

摘要

随着太空探索的深度发展，可展开张拉整体机构成为空间机构的重要研究方向之一。相比于传统铰链式机构，可展开张拉整体具有结构简单、质量轻、可靠性高等优点，充分发挥了张拉整体轻质的特点和可展开结构在空间中的广泛适应性。基于这种机构的广泛应用前景，尤其是在航天领域，本文针对可展开环形张拉整体进行理论分析和研究，并结合实际样机的研制，明确其优劣特性。
　　本文定义了2n杆环形张拉整体的基本参数，建立2n杆环形张拉整体数学分析模型，将张拉整体展开过程等效为内力平衡状态的连续变换，运用力密度法得出建立在内力平衡条件上的基本参数关系，建立环形张拉整体基本参数的数值求解方法，为张拉整体展开过程参数分析提供了理论基础。
　　利用参数化建模得到的环形张拉整体参数关系式，分析初始索长、杆长的解域，研究索长对环形张拉整体各基本参数的影响，得到各基本参数在展开过程中的变化规律，获得可展开环形张拉整体设计参数的选择范围。对环形张拉整体进行了展开运动仿真和分析。
　　在理论分析基础上提出可展开环形张拉整体天线机构的设计方案，对杆内锁定装置进行力学分析，运用有限元软件研究天线机构的受力变形特点，验证了天线机构设计的正确性。
　　研制原理样机，完成杆件的拉力特性和锁定能力试验，对样机进行展开功能试验，验证了可展开环形张拉整体天线机构方案的可行性，通过刚度试验得到了样机在自由模态下的固有频率。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1 课题来源及研究的背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本课题研究目标和研究内容

第2章 环形张拉整体参数化建模与力学分析

2.1 引言

2.2 环形张拉整体的参数化建模

2.3 环形张拉整体内力平衡分析

2.4 环形张拉整体基本参数求解

2.5 本章小结

第3章 可展开环形张拉整体参数分析

3.1 引言

3.2 环形张拉整体设计参数解域分析

3.3 环形张拉整体解域中基本参数分析

3.4 环形张拉整体展开运动仿真与分析

3.5 本章小结

第4章 可展开环形张拉整体天线机构设计与承载分析

4.1 引言

4.2 可展开环形张拉整体天线机构设计

4.3 环形张拉整体天线承载分析

4.4 本章小结

第5章 可展开环形张拉整体天线机构样机研制与试验

5.1 引言

5.2 可展开环形张拉整体天线机构样机研制

5.3 天线机构中基本杆单元性能试验

5.4 天线机构展开功能试验

5.5 天线机构样机刚度试验

5.6 本章小结

结论

参考文献

读硕士学位期间发表的论文及其它成果

声明

致谢